【摘要】：防偽纖維熒光檢測(cè)儀器是一個(gè)由電路、光路組成的多體系統(tǒng),各個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合是儀器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定檢測(cè)的基礎(chǔ),而組成各個(gè)系統(tǒng)的零部件或者模塊的性能提升為整個(gè)儀器性能的優(yōu)化提供了保障。目前,利用熒光作為檢測(cè)目標(biāo)的高性能防偽纖維檢測(cè)儀器的優(yōu)化研究有所進(jìn)展。因此,本文在借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了兩方面的研究:探索了目前國(guó)內(nèi)外防偽纖維檢測(cè)儀器設(shè)計(jì)原理,分析了其優(yōu)點(diǎn)與不足,為本文的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考;根據(jù)現(xiàn)有的防偽纖維熒光檢測(cè)儀器的具體情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析和實(shí)用的性能優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)檢測(cè)儀器進(jìn)行了波長(zhǎng)標(biāo)定。主要研究?jī)?nèi)容包括:1、設(shè)計(jì)防偽纖維熒光檢測(cè)儀性能優(yōu)化總體方案,根據(jù)防偽纖維的熒光特性,分析了熒光探測(cè)的要求,選出適合本課題的熒光探測(cè)器。分析了幾種常用的光學(xué)結(jié)構(gòu),確定本儀器的光學(xué)結(jié)構(gòu),選取恰當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)組件,完成光路設(shè)計(jì),并完成波長(zhǎng)標(biāo)定。2、在前人的研究基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際的課題研究需要,以現(xiàn)有的技術(shù)指標(biāo)為基礎(chǔ),重新設(shè)計(jì)防偽纖維檢測(cè)儀器的硬件電路。研究?jī)?nèi)容包括:CCD驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)處理電路、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)電路、接口電路及PCB制版。3、完善軟件設(shè)計(jì)。具體包括:(1)單片機(jī)與FPGA結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)CCD驅(qū)動(dòng)最簡(jiǎn)化。(2)完成了以單片機(jī)為核心的軟件控制、數(shù)據(jù)采集等功能。(3)全面優(yōu)化軟件,使得操作更簡(jiǎn)便、更穩(wěn)定。最后完成整個(gè)檢測(cè)儀性能優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)該儀器的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析和對(duì)比,在驗(yàn)證儀器正確性的基礎(chǔ)上,綜合評(píng)價(jià)儀器性能并給出進(jìn)一步的優(yōu)化建議。測(cè)試結(jié)果表明,防偽纖維熒光特性快速檢測(cè)裝置經(jīng)過(guò)性能優(yōu)化后可以完成以下主要技術(shù)指標(biāo),比如經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)標(biāo)定的儀器光譜測(cè)量范圍為:458~591nm;分辨率達(dá)到2nm;波長(zhǎng)檢測(cè)準(zhǔn)確度為98.5%;半寬檢測(cè)準(zhǔn)確度為92.8%;相比前人的研究,動(dòng)態(tài)檢測(cè)速度可達(dá)204次/分鐘,提高了一倍。
[Abstract]:The anti-counterfeiting fiber fluorescence detection instrument is a multi-body system composed of circuit and optical circuit. The coordination of each system is the basis for the instrument to realize stable detection. The performance of components or modules that make up each system provides the guarantee for the optimization of the performance of the whole instrument. At present, the research on the optimization of high performance anti-counterfeiting fiber detection instrument using fluorescence as the detection target has been made. Therefore, based on the relevant research results at home and abroad, this paper has carried out two aspects of research: explore the design principle of anti-counterfeiting fiber testing instrument at home and abroad, analyze its advantages and disadvantages, and provide a reference for the optimization design of this paper; According to the specific conditions of the existing anti-counterfeiting fiber fluorescence detection instruments, the detailed analysis and practical performance optimization design are carried out, and the detection instrument is calibrated at wavelength. The main research contents include: 1, the design of anti-counterfeit fiber fluorescence detector performance optimization scheme, according to the anti-counterfeiting fiber fluorescence characteristics, analyzed the requirements of fluorescence detection, selected a suitable fluorescence detector for the subject. Several commonly used optical structures are analyzed, the optical structure of the instrument is determined, the appropriate optical components are selected, the optical path design is completed, and the wavelength calibration. 2. On the basis of previous research, according to the actual research needs, Based on the existing technical specifications, the hardware circuit of anti-counterfeiting fiber detection instrument is redesigned. The research contents include: drive circuit, signal processing circuit, data acquisition and storage circuit, interface circuit and PCB plate making. 3. Perfect software design. The main contents are as follows: (1) the combination of MCU and FPGA is used to realize the most simplified CCD driver. (2) the functions of software control and data acquisition based on SCM are completed. (3) the software is optimized in an all-round way, which makes the operation simpler and more stable. Finally, the performance optimization design of the whole instrument is completed, and the test results of the instrument are analyzed and compared. On the basis of verifying the correctness of the instrument, the performance of the instrument is evaluated synthetically and further optimization suggestions are given. The test results show that the following main technical indexes can be accomplished by the fast detecting device for the fluorescence characteristics of anti-counterfeiting fibers after the performance optimization. For example, the spectral measurement range of the instrument calibrated by wavelength is: 458,591 nm; the resolution is 2 nm; the detection accuracy of wavelength is 98.5; the accuracy of half-width detection is 92.80.Compared with previous studies, the dynamic detection speed can reach 204 times per minute, which is twice as high.
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744

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4 劉，

本文編號(hào)：2151899